Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1982 года по МПК G05F1/64 H02M3/335 

1

Изобретение относится к электротехнике, и может быть использовано в стабилизированных источниках напряжения постоянного тока.

Известны стабилизированные преобразователи постоянного напряжения с :регулируемым инвертором, управление транзисторами которых осуществляется от двух синхронно работающих автогенераторов, вырабатывающих сдвинутые во времени напряжения. Фазовый сдвиг между выходными напряжениями этих автогенераторов осуществляется посредством фазосдвигающего устройства в зависимости от величины сигнала обратной связи.

В качестве фазосдвигающего устройства в регулируемых стабилизированных инверторах используются магнитные усилители ГО

Однако такиестабилизированные преобразователи обладают большой инерционностью, а их использование на

ВЫСОКИХ частотах не эффективно. Кроме того, магнитные усилители сложны в изготовлении.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является стабилизированный преобразователь, содержащий регулируемый инвертор, выпрямитель, фильтр, задающий генератор, ведомый генератор, усилитель обратной связи, фазосдвигаощее устройство на RC-цепочке 3J.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность преобразования, связанная с ограниченностью регулирования фазового угла сдвига между напряжениями ЗГ и ведомого генератора (О -Тс/г) .

Целью изобретения является повышение эффективности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содер397жащий регулируемый инвертор, подключенный к выходным выводам преобра зователя через выпрямитель и фильтр, усилитель обратной связи, входом под ключенный к выходным выводам преобра зователя, задающий генератор, один из выходов которого подключен к первому входу регулируемого инвертора, введены фазосдвигающий усилитель, генератор пилообразного напряжения, два операционных усилителя, дополнительный источник питания,, конденсатор, два резистора и пять диодов, причем инвертирующий вход второго операционного усилителя и неинвертирующий вход первого соединены с выхо дом генератора пилообразного напряжения, а неинвертирующий вход второго и инвертирующий вход первого операционного усилителя - с выходом усилителя обратной связи, крайние выводы выходной обмотки трансформатора задаю щего генератора через первый, и второй диоды соединены с положительными входами питания операционных усилителей средний вывод трансформатора подключе к общей точке питания операционных усилителей,.отрицательные входы пита ния которых соединены с дополнительным источником питания, а выходы one рационньгх усилителей через третий и четвертый диоды - со входок фазосдви гающего усилителя, выход которого соединен со вторым входом регулируемого инвертора, а второй выход задающего генератора соединен со входом генератора пилообразного напряжения. Цель достигается тем, что в схему дополнительно введена цепочка из последовательно включенного конденсатора и первого резистора, подключенного между средним и крайним выводами трансформатора задающего генератора, точка соединения конденсатора и первого резистора через второй резистор и пятый диод подключена ко входу фазосдвигающего усилителя. На фиг. 1 изображена функциональная схема предложенного стабилизированного преобразователя; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие принцип работы схемы; на фиг. 3 временные диаграммы для случая, когда необходима компенсация провала, полу чаемого в результате суммирования выходных сигналов операционных усили телей. Стабилизированный преобразователь включает в себя регулируемый инвертор 1, выпрямитель 2, фильтр J, задающий генератор с выходным трансформатором 5, фазосдвигающий усилитель 6, усилитель обратной связи 7, генератор пилообразного напряжения 8, операционные усилители 9 и 10, диоды 11-15, конденсатор 16, резисторы 17 и 18, 19 и 20 - соответственно инвертирующие и неинвертирующие входы первого операционного усилителя 9, 21, 22 - соответственно инвертирующие и неинвертирующие входы второго операционного усилителя 10. Положительные входы питания операционных усилителей 9 и 10 связаны через первый и второй диоды И, 12 с крайними выводами выходной обмотки трансформатора 5. Отрицательные входы питания связаны с минусом дополнительного источника питания, а общая точка - с общей точкой источника питания. Инвертирующий вход 19 первого операционного усилителя 9 и неинвертирующий вход 22 второго операционного усилителя 10 соединены с выходом усилителя обратной связи 7i а неинвертирующий вход 20 первого усилителя 9 и инвертирующий вход 21 .второго усилителя 10 - с выходом генератора пилообразного напряжения 8. Выходы операционных усилителей 9 и 10 через третий и четвертый диоды 13 и 1 соединены со входом фазосдвигающего усилителя. Устройство работает следующим образом. На входы 20 усилителя 9 и на вход 21 усилителя 10 поступает напряжение генератора 8 пилообразного напряжения и..г,.. , а на вход 19 усилителя 9 и на вход 22 усилителя 10 - выходное напряжение усилителя обратной связи 7В первом полупериоде через второй диод 12 питание получает усилитель 10. В интервале О - t напряжение пилообразного генератора Ly меньше, чем выходное напряжение усилителя обратной связи и на выходе усилителя 10 полярность напряжения отрицательная. В интервале t, - X voc и на выходе усилителя 10 формируется напряжение U., положительной полярности. Во втором полупериоде через первый диод 11 питание ролучает усили гятель 9- В интервале т) t VQC. и на выходе усилителя 9 формируется напряжение UQ положительной полярности, а в интервале t. - Т напряжение отрицательной полярности. При отсутствии на положительных входах питания усилителей 9 и 10 напряжения, поступающего от обмотки трансформатора 5 задающего генератора в первом и втором полупериодах его работы, на выходах усилителей 9 и 10 формируется напряжение отрицате ной полярности. Напряжения с выходов усилителей 9 и.10 через третий и четвертый диоды 13 и 1 суммируются и поступают на вход фазосдвигающегоусилителя 6. На входе фазосдвигающего усилителя 6 получается импульс напряжения DC длительность которого равна длительности полупериода задающего генератора, смещенного по-отношению к первому полупериоду напряжения задающего генератора на время t . В фазо сдвигающем усилителе формируется переменное напряжение прямоугольной формы Уф, сдвинутое на время t по отношению к напряжению задающего генератора . Сдвиг фаз между напряжениями зада ющего генератора и фазосдвигающего усилителя определяется выходным сигналом усилителя обратной связи. Выходные напряжения задающего генератора 4 и фазосдвигающего усилителя 6 поступают к транзисторам регу лируемого инвертора 1. На выходе инвертора формируется напряжение прямоугольной формы переменного тока-с паузой на нуле dn. Изменение сдвига фаз между напряжениями задающего ген ратора и фазосдвигающего усилите ля Уф приводит к изменению длительности отпирающих и запирающих импуль сов управления транзисторами регулируемого инвертора и тем самым - к из менению выходного напряжения инвертора. Поскольку в момент в результате и 9 и и, суммирования напряжений жет иметь место провал напряжения изза фронтов напряжения задающего генератора, то для исключения этого явления от полуобмотки трансформатора 5 через конденсатор 16, резистор 17 подается остроконечный импульс и„ , который поступает на вход фазосдвигающего усилителя 6 через диод 15, резистор 18, создавая напряжение 9 06 (см. фиг. 3). Дальнейший процесс протекает аналогично вышеописанному. При изменении выходного напряжения усилителя обратной связи от О до Uj-p меняется длительность выходных напряжений от О доТ/, формируемых операционными усилителями, в результате фазовый сдвиг между напряжениями задающего генератора и фазосдвигающего усилителя практически меняется от О до It. Расширение предела регулировки фазового сдвига между напряжениями задающего генератора и фазосдвигающего усилителя повышает эффективность работы стабилизированного преобразователя. Изобретение находит применение в унифицированных вторичных источниках электропитания (УВИП), а также в блоках питания ЭВМ семейства НаиII Формула изобретения 1. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в nocto-l янное, содержащий регулируемый инвер тор, подключенный к выходным выводам преобразователя через выпрямитель и фильтр, усилитель обратной связи, входом подключенный к выходным выводам преобразователя, задающий генератор, один из выходов которого подключен к первому входу регулируемого инвертора, о.тличающийся тем, что, с целью повышения эффективности преобразования, в него- введены фазосдвигающий усилитель, генератор пилообразного напряжения, два операционных усилителя, дополнительный источник питания, конденсатор, два резистора и пять диодов, причем инвертирующий вход второго операционного усилителя и неинвертирующий вход пер вого соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, а неинвертирующий вход второго и инвертирующий вход первого операционного усилителя с выходом усилителя обратной связи, крайние выводы выходной обмоткитранЬ форматора задающего генератора через первый и второй диоды соединены с по ложительными входами питания операционных усилителей, средний вывод трансформатора подключен к оби|ей точке питания операционных усияителей, отрицательные входь питания которых

соединены с дополнительным источником питания, а выходы операционных усилителей через третий и четвертый диоды - со входом фазосдвитающего усилителя , выход которого соединен со вторым входом регулируемого инвертора, а второй выход задающего генератора соединен со входом генератора пилообразного напряжения.

2. Стабилизированный преобразователь по п. 1, отличающийс я тем, что крайний вывод выходной обмотки трансформатора задающего генератора через последовательно включенные конденсатор и первый резистор соединен с общей точкой питания операционных усилителей, а точка соединения конденсатора и первого резисто ра через пятый диод и второй резистор - со входом фазосдвигающего усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Коссов О.А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. М., Энергия, 1971, с. itSI.

2.Моин B.C., Лаптев И.М. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., Энергия, 197, с. 512.

3.Александров Ф.И.,Сиваков А.Р. Импульсные преобразователи и стабили-Vзаторь. Л.,, Энергия, 1970, с. 18-19 рис. 1-10.

1Ьг

Утн; Vyoe

i л.

О

(/t/od